同步代碼塊，同步方法，或者是用java提供的鎖機(jī)制，我們可以實(shí)現(xiàn)對共享資源變量的同步控制。

技術(shù)點(diǎn)：

1、線程與進(jìn)程：

在開始之前先把進(jìn)程與線程進(jìn)行區(qū)分一下，一個(gè)程序最少需要一個(gè)進(jìn)程，而一個(gè)進(jìn)程最少需要一個(gè)線程。關(guān)系是線程–>進(jìn)程–>程序的大致組成結(jié)構(gòu)。所以線程是程序執(zhí)行流的最小單位，而進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位。以下我們所有討論的都是建立在線程基礎(chǔ)之上。

2、Thread的幾個(gè)重要方法：

我們先了解一下Thread的幾個(gè)重要方法。

a、start()方法，開始執(zhí)行該線程；
b、stop()方法，強(qiáng)制結(jié)束該線程執(zhí)行；
c、join方法，等待該線程結(jié)束。
d、sleep()方法，線程進(jìn)入等待。
e、run()方法，直接執(zhí)行線程的run()方法，但是線程調(diào)用start()方法時(shí)也會運(yùn)行run()方法，區(qū)別就是一個(gè)是由線程調(diào)度運(yùn)行run()方法，一個(gè)是直接調(diào)用了線程中的run()方法??！
看到這里，可能有些人就會問啦，那wait()和notify()呢？

要注意，其實(shí)wait()與notify()方法是Object的方法，不是Thread的方法??！

同時(shí)，<b>wait()與notify()會配合使用，分別表示線程掛起和線程恢復(fù)。</b>

這里還有一個(gè)很常見的問題，順帶提一下：<b>wait()與sleep()的區(qū)別，簡單來說wait()會釋放對象鎖而sleep()不會釋放對象鎖。</b>

3、線程狀態(tài)：

線程總共有<b>5大狀態(tài)</b>，通過上面第二個(gè)知識點(diǎn)的介紹，理解起來就簡單了。

<b>新建狀態(tài)</b>：新建線程對象，并沒有調(diào)用start()方法之前

<b>就緒狀態(tài)</b>：調(diào)用start()方法之后線程就進(jìn)入就緒狀態(tài)，但是并不是說只要調(diào)用start()方法線程就馬上變?yōu)楫?dāng)前線程，在變?yōu)楫?dāng)前線程之前都是為就緒狀態(tài)。值得一提的是，線程在睡眠和掛起中恢復(fù)的時(shí)候也會進(jìn)入就緒狀態(tài)哦。

<b>運(yùn)行狀態(tài)</b>：線程被設(shè)置為當(dāng)前線程，開始執(zhí)行run()方法。就是線程進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)

<b>阻塞狀態(tài)</b>：線程被暫停，比如說調(diào)用sleep()方法后線程就進(jìn)入阻塞狀態(tài)

<b>死亡狀態(tài)</b>：線程執(zhí)行結(jié)束

4、鎖類型

<b>可重入鎖</b>（synchronized和ReentrantLock）：在執(zhí)行對象中所有同步方法不用再次獲得鎖

<b>可中斷鎖</b>（synchronized就不是可中斷鎖，而Lock是可中斷鎖）：在等待獲取鎖過程中可中斷

<b>公平鎖</b>（ReentrantLock和ReentrantReadWriteLock）： 按等待獲取鎖的線程的等待時(shí)間進(jìn)行獲取，等待時(shí)間長的具有優(yōu)先獲取鎖權(quán)利

<b>讀寫鎖</b>（ReadWriteLock和ReentrantReadWriteLock）：對資源讀取和寫入的時(shí)候拆分為2部分處理，讀的時(shí)候可以多線程一起讀，寫的時(shí)候必須同步地寫

Synchronized與Lock的區(qū)別

Synchronized與Static Synchronized

每個(gè)類有一個(gè)鎖，它可以用來控制對static數(shù)據(jù)成員的并發(fā)訪問。
訪問static synchronized方法占用的是類鎖，而訪問非static synchronized方法占用的是對象鎖。

static synchronized控制類的所有實(shí)例（對象）的訪問（相應(yīng)代碼塊）。
synchronized相當(dāng)于 this.synchronized，static synchronized相當(dāng)于Something.synchronized

Lock接口

//Lock是一個(gè)接口
public interface Lock {
    void lock();
    void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
    boolean tryLock();
    boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
    void unlock();
    Condition newCondition();
}

lock()、tryLock()、tryLock(long time, TimeUnit unit)和lockInterruptibly()是用來獲取鎖的。
unLock()方法是用來釋放鎖的。
在Lock中聲明了四個(gè)方法來獲取鎖，那么這四個(gè)方法有何區(qū)別呢？

首先lock()方法是平常使用得最多的一個(gè)方法，就是用來獲取鎖。如果鎖已被其他線程獲取，則進(jìn)行等待。

由于在前面講到如果采用Lock，必須主動去釋放鎖，并且在發(fā)生異常時(shí)，不會自動釋放鎖。因此一般來說，使用Lock必須在try{}catch{}塊中進(jìn)行，并且將釋放鎖的操作放在finally塊中進(jìn)行，以保證鎖一定被被釋放，防止死鎖的發(fā)生。通常使用Lock來進(jìn)行同步的話，是以下面這種形式去使用的：

Lock lock = ...;
lock.lock();
try{
    //處理任務(wù)
}catch(Exception ex){
     
}finally{
    //釋放鎖
    lock.unlock();   
}

tryLock()方法是有返回值的，它表示用來嘗試獲取鎖，如果獲取成功，則返回true，如果獲取失?。存i已被其他線程獲取），則返回false，也就說這個(gè)方法無論如何都會立即返回。在拿不到鎖時(shí)不會一直在那等待。

tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和tryLock()方法是類似的，只不過區(qū)別在于這個(gè)方法在拿不到鎖時(shí)會等待一定的時(shí)間，在時(shí)間期限之內(nèi)如果還拿不到鎖，就返回false。如果如果一開始拿到鎖或者在等待期間內(nèi)拿到了鎖，則返回true。

所以，一般情況下通過tryLock來獲取鎖時(shí)是這樣使用的：

Lock lock = ...;
if(lock.tryLock()) {
     try{
         //處理任務(wù)
     }catch(Exception ex){
         //
     }finally{
         lock.unlock();   //釋放鎖
     } 
}else {
    //如果不能獲取鎖，則直接做其他事情
}

lockInterruptibly()方法比較特殊，當(dāng)通過這個(gè)方法去獲取鎖時(shí)，如果線程正在等待獲取鎖，則這個(gè)線程能夠響應(yīng)中斷，即中斷線程的等待狀態(tài)。也就使說，當(dāng)兩個(gè)線程同時(shí)通過lock.lockInterruptibly()想獲取某個(gè)鎖時(shí)，假若此時(shí)線程A獲取到了鎖，而線程B只有在等待，那么對線程B調(diào)用threadB.interrupt()方法能夠中斷線程B的等待過程。

由于lockInterruptibly()的聲明中拋出了異常，所以lock.lockInterruptibly()必須放在try塊中或者在調(diào)用lockInterruptibly()的方法外聲明拋出InterruptedException。

因此lockInterruptibly()一般的使用形式如下：

public void method() throws InterruptedException {
    lock.lockInterruptibly();
    try {  
     //.....
    }
    finally {
        lock.unlock();
    }  
}

注意，當(dāng)一個(gè)線程獲取了鎖之后，是不會被interrupt()方法中斷的。單獨(dú)調(diào)用interrupt()方法不能中斷正在運(yùn)行過程中的線程，只能中斷阻塞過程中的線程。

因此當(dāng)通過lockInterruptibly()方法獲取某個(gè)鎖時(shí)，如果不能獲取到，只有進(jìn)行等待的情況下，是可以響應(yīng)中斷的。

而用synchronized修飾的話，當(dāng)一個(gè)線程處于等待某個(gè)鎖的狀態(tài)，是無法被中斷的，只有一直等待下去。

Lock類型

一、公平鎖/非公平鎖

公平鎖是指多個(gè)線程按照申請鎖的順序來獲取鎖。
非公平鎖是指多個(gè)線程獲取鎖的順序并不是按照申請鎖的順序，有可能后申請的線程比先申請的線程優(yōu)先獲取鎖。有可能，會造成優(yōu)先級反轉(zhuǎn)或者饑餓現(xiàn)象。
對于ReentrantLock而言，通過構(gòu)造函數(shù)指定該鎖是否是公平鎖，默認(rèn)是非公平鎖。非公平鎖的優(yōu)點(diǎn)在于吞吐量比公平鎖大。
對于Synchronized而言，也是一種非公平鎖。由于其并不像ReentrantLock是通過AQS的來實(shí)現(xiàn)線程調(diào)度，所以并沒有任何辦法使其變成公平鎖。

二、可重入鎖

可重入鎖又名遞歸鎖，是指在同一個(gè)線程在外層方法獲取鎖的時(shí)候，在進(jìn)入內(nèi)層方法會自動獲取鎖。
說的有點(diǎn)抽象，下面會有一個(gè)代碼的示例。
對于Java ReentrantLock而言, 他的名字就可以看出是一個(gè)可重入鎖，其名字是ReentrantLock重新進(jìn)入鎖。
對于Synchronized而言,也是一個(gè)可重入鎖?？芍厝腈i的一個(gè)好處是可一定程度避免死鎖。

synchronized void setA() throws Exception{
    Thread.sleep(1000);
    setB();
}

synchronized void setB() throws Exception{
  Thread.sleep(1000);
}

三、獨(dú)享鎖/共享鎖

獨(dú)享鎖是指該鎖一次只能被一個(gè)線程所持有。
共享鎖是指該鎖可被多個(gè)線程所持有。
對于Java ReentrantLock而言，其是獨(dú)享鎖。但是對于Lock的另一個(gè)實(shí)現(xiàn)類ReadWriteLock，其讀鎖是共享鎖，其寫鎖是獨(dú)享鎖。
讀鎖的共享鎖可保證并發(fā)讀是非常高效的，讀寫，寫讀 ，寫寫的過程是互斥的。
獨(dú)享鎖與共享鎖也是通過AQS來實(shí)現(xiàn)的，通過實(shí)現(xiàn)不同的方法，來實(shí)現(xiàn)獨(dú)享或者共享。
對于Synchronized而言，當(dāng)然是獨(dú)享鎖。

四、互斥鎖/讀寫鎖

上面講的獨(dú)享鎖/共享鎖就是一種廣義的說法，互斥鎖/讀寫鎖就是<b>具體的實(shí)現(xiàn)</b>。
互斥鎖在Java中的具體實(shí)現(xiàn)就是ReentrantLock
讀寫鎖在Java中的具體實(shí)現(xiàn)就是ReadWriteLock

五、樂觀鎖/悲觀鎖

樂觀鎖與悲觀鎖不是指具體的什么類型的鎖，而是指看待并發(fā)同步的<b>角度</b>。
悲觀鎖認(rèn)為對于同一個(gè)數(shù)據(jù)的并發(fā)操作，一定是會發(fā)生修改的，哪怕沒有修改，也會認(rèn)為修改。因此對于同一個(gè)數(shù)據(jù)的并發(fā)操作，悲觀鎖采取加鎖的形式。悲觀的認(rèn)為，不加鎖的并發(fā)操作一定會出問題。
樂觀鎖則認(rèn)為對于同一個(gè)數(shù)據(jù)的并發(fā)操作，是不會發(fā)生修改的。在更新數(shù)據(jù)的時(shí)候，會采用嘗試更新，不斷重新的方式更新數(shù)據(jù)。樂觀的認(rèn)為，不加鎖的并發(fā)操作是沒有事情的。
從上面的描述我們可以看出，悲觀鎖適合寫操作非常多的場景，樂觀鎖適合讀操作非常多的場景，不加鎖會帶來大量的性能提升。
悲觀鎖在Java中的使用，就是利用各種鎖。
樂觀鎖在Java中的使用，是無鎖編程，常常采用的是CAS算法，典型的例子就是原子類，通過CAS自旋實(shí)現(xiàn)原子操作的更新。

六、分段鎖

分段鎖其實(shí)是一種鎖的<b>設(shè)計(jì)</b>，并不是具體的一種鎖，對于ConcurrentHashMap而言，其并發(fā)的實(shí)現(xiàn)就是通過分段鎖的形式來實(shí)現(xiàn)高效的并發(fā)操作。
我們以ConcurrentHashMap來說一下分段鎖的含義以及設(shè)計(jì)思想，ConcurrentHashMap中的分段鎖稱為Segment，它即類似于HashMap(JDK7與JDK8中HashMap的實(shí)現(xiàn))的結(jié)構(gòu)，即內(nèi)部擁有一個(gè)Entry數(shù)組，數(shù)組中的每個(gè)元素又是一個(gè)鏈表;同時(shí)又是一個(gè)ReentrantLock(Segment繼承了ReentrantLock)。
當(dāng)需要put元素的時(shí)候，并不是對整個(gè)hashmap進(jìn)行加鎖，而是先通過hashcode來知道他要放在那一個(gè)分段中，然后對這個(gè)分段進(jìn)行加鎖，所以當(dāng)多線程put的時(shí)候，只要不是放在一個(gè)分段中，就實(shí)現(xiàn)了真正的并行的插入。
但是，在統(tǒng)計(jì)size的時(shí)候，可就是獲取hashmap全局信息的時(shí)候，就需要獲取所有的分段鎖才能統(tǒng)計(jì)。
分段鎖的設(shè)計(jì)目的是細(xì)化鎖的粒度，當(dāng)操作不需要更新整個(gè)數(shù)組的時(shí)候，就僅僅針對數(shù)組中的一項(xiàng)進(jìn)行加鎖操作。

七、偏向鎖/輕量級鎖/重量級鎖

這三種鎖是指鎖的<b>狀態(tài)</b>，并且是針對Synchronized。在Java 5通過引入鎖升級的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)高效Synchronized。這三種鎖的狀態(tài)是通過對象監(jiān)視器在對象頭中的字段來表明的。
<b>偏向鎖</b>是指一段同步代碼一直被一個(gè)線程所訪問，那么該線程會自動獲取鎖。降低獲取鎖的代價(jià)。
<b>輕量級鎖</b>是指當(dāng)鎖是偏向鎖的時(shí)候，被另一個(gè)線程所訪問，偏向鎖就會升級為輕量級鎖，其他線程會通過自旋的形式嘗試獲取鎖，不會阻塞，提高性能。
<b>重量級鎖</b>是指當(dāng)鎖為輕量級鎖的時(shí)候，另一個(gè)線程雖然是自旋，但自旋不會一直持續(xù)下去，當(dāng)自旋一定次數(shù)的時(shí)候，還沒有獲取到鎖，就會進(jìn)入阻塞，該鎖膨脹為重量級鎖。重量級鎖會讓其他申請的線程進(jìn)入阻塞，性能降低。

八、自旋鎖

在Java中，自旋鎖是指嘗試獲取鎖的線程不會立即阻塞，而是采用循環(huán)的方式去嘗試獲取鎖，這樣的好處是減少線程上下文切換的消耗，缺點(diǎn)是循環(huán)會消耗CPU。
線程自旋和適應(yīng)性自旋

我們知道，java線程其實(shí)是映射在內(nèi)核之上的，線程的掛起和恢復(fù)會極大的影響開銷。
并且jdk官方人員發(fā)現(xiàn)，很多線程在等待鎖的時(shí)候，在很短的一段時(shí)間就獲得了鎖，所以它們在線程等待的時(shí)候，并不需要把線程掛起，而是讓他無目的的循環(huán)，一般設(shè)置10次。
這樣就避免了線程切換的開銷，極大的提升了性能。

而<b>適應(yīng)性自旋</b>，是賦予了自旋一種學(xué)習(xí)能力，它并不固定自旋10次一下。
他可以根據(jù)它前面線程的自旋情況，從而調(diào)整它的自旋，甚至是不經(jīng)過自旋而直接掛起。